miércoles, 18 de mayo de 2016

4 FORMULACIÓN DE COMPUESTOS IONICOS Y COVALENTES: estructuras por el número de oxidación

4.4 Número de oxidación


La teoría de Lewis es útil por su naturaleza historia que no responde algunas cosas que ya se conocían desde hace mucho, por ejemplo la lay de las proporciones múltiples, es decir aquellos elementos con diferentes poderes de enlace como el nitrógeno que presenta más de una valencia.

Emplear los electrones de valencia basales no permite entender o formular dichas moléculas, y peor aún, hay casos en las estructuras de Lewis que tenemos que hacernos los de la vista gorda con la ley del octeto. Por tal razón necesitamos un método más general que nos permita predecir moléculas de forma más amplia.

Afortunadamente la tabla periódica tiene eso en la forma de los estados de oxidación. Los estados de oxidación representan no solo el poder de enlace, sino también el estado electrostático de dicho poder de enlace.

4.4.1 El poder de enlace del cloro

Para ejemplificar esto miremos los estados de oxidación del cloro.

El valor resaltado en verde resume los estados de oxidación del cloro, que son los siguientes:

El estado cero representa el momento en que el elemento está unido en una molécula por el enlace covalente perfecto o en el enlace metálico, en tales casos no se generan cargas.

El estado de oxidación más o menos 1 indica que es un poder de enlace de uno que genera una carga electrostática positiva o negativa dependiendo de contra quien se está enlazando.

Los estados de oxidación sin indicación de carga se los asume como todos positivos, en tales casos el elemento pierde electrones o genera una cantidad de enlaces covalentes igual a su estado de oxidación. La teoría de Lewis no puede explicar estos tres estados de oxidación extra.

4.4.2 Formulas estructurales con estados de oxidación

Las formulas estructurales con los estados de oxidación son semejantes a las estructuras de Lewis y presentan también problemas de resonancia, pero al menos podremos formular moléculas con poderes de enlace variable, así como moléculas de metales de transición y del bloque f que no podemos predecir por medio de la teoría de Lewis.

4.4.3 Reglas para escribir formulas estructurales

Los compuestos iónicos funcionan igual que en las estructuras de Lewis. Aunque también se los puede representar sin los electrones, simplemente colocando como superíndice los estados de oxidación nuevos.

Tenga en cuenta los elementos que solo tienen un estado de oxidación posible.

Ubique el elemento menos electronegativo diferente de hidrogeno o de metales en el centro, y los elementos metálicos o hidrogeno en la periferia.

Enlace los elementos con un solo estado de oxidación posible y luego complete los enlaces faltantes de los elementos faltantes empleando alguno de sus estados de oxidación en la tabla periódica.

4.4.4 Enlace iónico

Básicamente definimos que los iones no tienen una estructura interna más allá de unirse por la carga electrostática, los electrones no sirven de puente sino que están la mayoría del tiempo en el átomo más electronegativo y por lo tanto este adquiere la carga negativa.

4.4.5 Formula estructural del metano

La fórmula molecular del metano es la siguiente

Comencemos dibujando los átomos

Ahora completamos enlaces de carbono a hidrógeno. Como el estado de oxidación del hidrógeno es de uno eso implica que solo formara un enlace cada uno hacia el carbono.

Como ven el carbono termina exponiendo cuatro enlaces que corresponde a su estado de oxidación 4.

4.4.6 Formula estructural del óxido férrico


Cada oxígeno tiene un poder de enlace de 2, en consecuencia los dos hierros deben poder presentar 6 enlaces para poder unirse de forma equilibrada. De las dos opciones de enlace del hierro el estado de oxidación 3 es el que nos permitirá presentar seis enlaces.

En todos estos óxidos con oxígenos impares hay que intercalar los elementos diferentes del oxígeno con el oxígeno.


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